Химическая неоднородность металла сварного шва

Химическая неоднородность металла сварного шва [c.528]

Химическая неоднородность металла сварного шва. Различают два вида химической неоднородности в сварных швах макроскопическую и микроскопическую. Под химической макронеоднородностью понимают изменения химического состава шва по длине или в отдельных участках, вызванные колебаниями состава сварочных материалов (электродные материалы, флюсы), нестабильностью режима и пр. Этот вид химической неоднородности связан не столько с сущностью сварочного процесса, сколько с культурой выполнения сварочных работ и поэтому в дальнейшем не рассматривается. [c.535]

Неоднородность металла сварного шва. Химический состав различных слоев гава можно подсчитать, зная для каждого слоя доли участия наплавленного [c.194]

В процессе первичной кристаллизации сварного шва желательно получить мелкозернистую структуру с незначительной химической неоднородностью. Металл с такой структурой отличается высокой прочностью и пла- [c.171]

В процессе первичной кристаллизации сварного шва желательно получить мелкозернистую структуру с незначительной химической неоднородностью. Металл с такой структурой обладает высокой прочностью и пластичностью. Мелкозернистое строение наплавленного металла можно получить при быстром охлаждении, т. е. при вторичной кристаллизации. Но это не всегда возможно. Быстрое охлаждение в интервале температур 200—300° С, особенно при сварке легированных сталей, может привести к частичной или полной закалке металла шва. В результате образования мартенсита, имеющего больший объем, чем перлит или феррит, в сварном шве возникают напряжения, которые могут привести к образованию трещин. Эти трещины называют холодными, так как они образуются при относительно низких температурах. [c.243]

Химическая неоднородность в сварных швах. Важной характеристикой структуры металла шва является микрохимическая неоднородность (МХИ) внутрикристаллитная и межкристаллитная (или междендритная). Внутрикристаллитная МХИ определяется соотношением конвективного и диффузионного отвода примеси от ФК в жидкость. У линии сплавления, где имеет место интенсивное движение расплава в ванне, в результате конвекции практически размывается концентрационное уплотнение, в МИХ формируется по закономерностям, близким к закону нормальной ликвации. Концентрация примеси в кристаллите по мере его роста непрерывно возрастает и в каждый момент определяется произведением текущей концентрации примеси в объеме жидкости и коэффициента распределения Ств = Сж-й (рис. 5.5). При этом следует учитывать поправку на неравновесность процессов при сварке. [c.104]

При кристаллизации состав жидкого металла сварочной ванны непрерывно изменяется. Это приводит к химической неоднородности металла шва. Степень химической неоднородности влияет на образование микротрещин, а в целом и на свойства металла сварного шва. [c.18]

Наименьшая химическая неоднородность возникает при гладком росте примеси вследствие малой скорости кристаллизации оттесняются фронтом затвердевания, границы между кристаллитами тонкие. Больше примесей остается на границах кристаллитов и на субграницах ячеек при ячеистом росте. Наибольшая химическая неоднородность образуется при дендритном росте. Между автономными кристаллитами также образуются ликвационные прослойки, но здесь они менее опасны. Эти кристаллиты не имеют преимущественного направления роста, прослойки равномерно распределены в затвердевшем металле. Таким образом, наиболее опасны для качества сварного шва дендритные кристаллиты. Поэтому важно, чтобы первичная структура металла шва была мелкозернистой с незначительной химической неоднородностью. Этого можно добиться, вводя в сварочную ванну элементы-модификаторы или твердые частицы, которые послужат центрами для автономных кристаллитов. [c.28]

Ввиду различия химического состава и структуры металла шва и основного металла сварные соединения некоторых никелевых сплавов особенно с Сг и Мо имеют существенную неоднородность физикохимических свойств и проявляют склонность к межкристаллитной коррозии. Для таких сплавов рекомендована послесварочная термическая обработка (нагрев до Т = 700. .. 800 °С с последующим охлаждением на воздухе или в воде). [c.464]

Химический и карбидный анализы проводятся для оценки химического состава и химической неоднородности, а также степени обеднения твердого раствора кристаллической решетки легирующими элементами (хромом, молибденом, ванадием) металла шва и основного металла сварного соединения. [c.163]

Поверхность металла химически неоднородна, что обусловлено наличием окалины, ржавчины, формовочной земли, остатков сварных флюсов, масляных и других загрязнений, различиями в степени термического и механического воздействия на отдельные участки, а также возможными различиями в химическом составе, что имеет место в районе сварного шва. Все это приводит к ускорению развития коррозийного процесса. [c.70]

В больщинстве случаев участки металла, которые растворяются (анодный процесс) и на которых происходят восстановительные реакции (катодный процесс), пространственно раздельны. Поэтому между ними возникает разность потенциалов и протекает электрический ток. Разность потенциалов может возникать не только при контакте разнородных металлов или между различными структурными составляющими одного и того же металла достаточно, если имеется небольшая химическая или физическая неоднородность металла, например коррозия сварных швов. Металл шва несколько отличается по химическому составу от основного металла и содержит обычно меньше углерода. Литая структура, образующаяся в процессе формирования сварного шва, сохраняется на протяжении всей эксплуатации структура основного металла формируется при прокатке и последующей термической обработке. Такая разница в структуре металла и химическом составе приводит к образованию гальванических пар, в результате чего наблюдается коррозионное разрушение металла шва или прилегающего к нему основного металла. [c.206]

Шлаковые включения делают металл неоднородным, ухудшают его свойства. По химическому составу шлаковые включения отличаются от наплавленного металла, что способствует появлению коррозии. Для снижения содержания шлаковых включений в металле сварочного шва зачищают поверхности в местах сварки удаляют ржавчину, окалину и загрязнения со свариваемых поверхностей зачищают поверхности сварных швов при многослойной сварке увеличивают толщину слоя флюса для замедления скорости охлаждения сварного шва при сварке под флюсом вводят в состав электродных покрытий и флюсов элементы, снижающие температуру плавления оксидов и образующие соединения, легко всплывающие в металле и удаляемые вместе со шлаковой коркой. [c.214]

Преимущественное развитие в сварных швах получает внутри-дендритная химическая неоднородность. Зональная ликвация проявляется в значительно меньшей степени в виде небольшого обогащения серой и некоторыми другими элементами поверхности шва при широкой форме провара (рис. 2-38, б) или по его оси при узкой форме провара (рис. 2-38, а). Степень дендритной и зональной ликваций в значительной мере зависит от условий остывания (кристаллизации) металла шва и его химического состава. [c.85]

Термообработка сварных соединений обычно производится по режимам, установленным для свариваемой стали. Во всех случаях, когда металл шва отличается по химическому составу от основного металла, необходимо проверять соответствие этих режимов конкретным сварным соединениям. В отдельных случаях может оказаться необходимой некоторая их корректировка. В частности, если металл шва содержит меньше углерода и легирующих элементов, чем основной металл, для обеспечения полной перекристаллизации его приходится повышать температуру нагрева под закалку. Повышение температуры также благоприятно и для более полного устранения дендритной неоднородности в металле шва и перегрева околошовной зоны. Контроль пригодности того или иного режима термообработки ведут с учетом механических свойств и микроструктуры металла сварного соединения. [c.550]

Методы регулирования первичной кристаллизации сварных швов. Первичная структура шва оказывает большое влияние на многие свойства наплавленного металла, особенно если в последующем он не подвергается термической обработке, прокатке или ковке. Поэтому важно, чтобы первичная структура была мелкозернистой и по возможности равноосной, с незначительной химической неоднородностью. Тогда свойства металла будут достаточно высокими и без последующей обработки. Рассмотрим пути регулирования процессов первичной кристаллизации. [c.283]

При данном типе диаграммы состояния свариваемых металлов хорошее сплавление металла шва с основными свариваемыми ме-галлами обусловливается тем, что на кромках каждого металла из расплава надстраиваются зерна того же металла, т. е. имеет место полное соответствие атомно-кристаллического строения, а в связи с этим и создание надлежащей связи. Для работоспособности сварного соединения имеет положительное значение и плавное изменение свойств в пределах сварного соединения. Образование химической неоднородности в таком сварном соединении неизбежно в связи с разной химической природой металлов А и В. Градиент химической неоднородности (различие в составе соседних участков) тем больше, чем больше величина концентрационного интервала между эвтектической точкой О и чистыми металлами (см. рис. 3.16, отрезки Од и Ог). [c.51]

Основное влияние на свойства сварного шва, особенно при сварке давлением (см. рис. 3.18, IV), оказывает зона кристаллов химического соединения, подчас со свойствами, резко отличающимися от свойств близлежащих кристаллов, представляющих твердые растворы или эвтектические смеси. Такая неоднородность свойств может отрицательно сказаться на работоспособности тем более, что граница между зоной химического соединения и свариваемыми металлами при отсутствии признаков ограниченной растворимости должна быть резкой. Если же при образовании химического соединения имеется какая-либо ограниченная раство-54 [c.54]

Оценивая влияние диффузионных процессов на строение и свойства сварных соединений, следует также иметь в виду их значение для рекристаллизации металла, подвергшегося деформации в процессе сварки, для химической неоднородности в различных участках зоны сварки и для проникания в зону сварного шва водорода. [c.67]

Слоистая ликвация способствует увеличению химической неоднородности металла на этом участке по сравнению с металлом шва. Состав и структура металла в этой зоне зависят также от диффузии элементов, которая может проходить как из основного нерасплавившегося металла в жидкий металл, так и наоборот. Этот участок по существу и является местом сварки. Его протяженность зависит от состава и свойств металла, способа сварки и обычно не превышает 0,5 мм, но свойства металла в нем могут оказывать решающее влияние на свойства всего сварного соединения. [c.259]

Для определения прочностных характеристик (предела тек чести, предела прочности) сварных соединений различного рода конструкций (сосудов давления, газонефтепроводов, корпусов аппаратов химического оборудования и т п.) из последних на стадии отладки технологии их изготовления вырезают образцы поперек сварного шва, форма и размеры которьпс оговариваются ГОСТ 6996-66. В том сл> чае, когда соединения механически неоднородны, т е. имеют в своем составе %-частки, металл которых обладает пониженным сопротивлением пластическому деформированию по сравнению с основным металлом конструкций, по-л>-ченных при испытании образцов, на натурные констр> кции неизбежно приведет к созданию неверных представлений о их прочностных характеристиках. Это связано с тем, что на практике имеются существенные различия в схеме нагр> жения образцов и конструкций, относительных параметрах соединений и т.д. Кроме того, как отмечалось в работе /104/, большое влияние на получаемые результаты (а , Og) оказывает степень компактности поперечного сечения образцов k = s/t (где и / — размеры поперечного сечения). При этом отмечалось, что для получения сопоставимых резу льтатов по Sj и соединений констру кций и вырезаемых образцов необходимо соблюдение условий подобия по их нагру жению (пластическому деформированию) и по относительным геометрическим параметрам (например, к). [c.148]

Как показали исследования, проведенные в работе 1501, эффект, достигаемый многоступенчатой термической обработкой для деформированных сплавов на никелевой основе, объясняется регулированием выделения упрочняющей фазы 511з (Т1А1), ее дисперсности и характера распределения. Неравновесность кристаллизации металла шва и многокомпонентность системы легирования способствует образованию химической неоднородности за счет ликвации и появлению участков, обогащенных легирующими элементами. Это приводит к неравномерному распределению фаз, выпадающих в процессе термической обработки или эксплуатации при высоких температурах. В исходном состоянии после сварки сложнолегированного шва на никелевой основе, легированного молибденом, вольфрамом, титаном и алюминием, интер металл идные и карбидные фазы выделяются крупными фракциями по границам зерен. В поле зерна распределение фаз крайне неравномерно. Обогащенные фазами и примесями границы в этом состоянии обладают при высоких температурах пониженной деформационной способностью, и трещина, зародившаяся под нагрузкой по границе зерна, интенсивно далее по ней развивается. Эгому способствует также кристаллизационная ориентированность кристаллитов сварного шва и значительная протяженность прямых участков границы зерна. Аустенитизирующая термическая обработка ликвидирует ориентационную направленность структуры, зерна в результате ее проведения становятся равноосными. При этом проходит также перераспределение легирующих элементов и диффузионное рассасывание ликвационных участков. Последующее ступенчатое старение способствует более равномерному распределению фаз в матрице. Границы зерен становятся более тонкими (чистыми), чем у металла шва в исходном после сварки состоянии. Это приводит и к изменению характера деформации при длительном разрыве за счет включения в нее не только границ, но и тела зерна. Зародившиеся трещины при этом локализуются и имеют округлую форму, что обеспечивает высокую пластичность при длительном нагружении. [c.246]

Технологические особенности сварки, т. е. высокая температура нагрева, малый объем сва рочной зоны, спе-цифячность атмосферы над сварочной ванной и др., вызывают, как известно, целый ряд нежелательных последствий. К ним относятся резкая неоднородность зоны сварного соединения между металлом шва и основным металлом по химическому составу, структуре и механическим свойствам, изменение структуры и свойств основного металла в околошовной зоне, образование газовых пор в наплавленном металле, возникновение значительных сварочных напряжений, следствием которых может являться появление трещин и т. д. Свариваемость определяется двумя сторонами — металлургической и тепловой. [c.31]

В настоящее время накоплен обширный экспериментальный материал по данным испытания различных легированных сталей, например марганцевых, кремниевомарганцевых, хромомолибденовых, с применением количественных (ИМЕТ-4, ЛТП МВТУ) и технологических проб (Рива, TS, крестовая). При этом для каждой из систем легирования изучено влияние содержания различных легирующих элементов (С, Мп, Si, Сг, Мо, В и др.) и вредных примесей (S, Р и др.) на сопротивляемость образованию холодных трещин, и определены эмпирические зависимости эквивалента углерода, устанавливающие допустимые соотношения между элементами, входящими в состав сталей. Эти соотношения не имеют универсального характера, так как зависят от ряда факторов, например конструкции сварного соединения и его жесткости, структурного класса присадочного или электродного материалов, способа и режимов сварки. Эти факторы изменяют не только уровень напряжений и характер их распределения в сварных соединениях, но и кинетику структурных изменений, степень развития химической неоднородности по границам зерен околошовной зоны вблизи линии сплавления со швом, содержание водорода и другие особенности, обусловливающие образование холодных трещин при сварке. Наиболее существенны при прочих равных условиях жесткость соединения и структурный класс металла шва. В связи с этим использование данных об эквивалентах углерода ограничивается обычно частными случаями, связанными с предварительными сравнительными оценками различных плавок стали или способов их выплавки в исследовательских целях. После этого, как правило, проводятся испытания стали с помощью технологических проб, в наибольшей степени соответствующих реальным условиям сварки конструкции соединений и технологическим факторам. [c.174]

Сварка плавлением, в частности дуговая сварка теплоустойчивых сталей, сопровождается изменением свойств свариваемого металла, связанным с его расплавлением и кристаллизацией при образовании шва, а также структурными изменениями и упруго-пластическими деформациями в околошовной зоне. Это обусловливает физико-химическую неоднородность сварных соединений и образование местного сложпонаиряженного состояния, что в ряде случаев ухудшает работоспособность и уменьшает эксплуатационную надежность конструкций. [c.85]

На оплавившихся зернах основного металла, так же как и в ванне жидкого металла перлитной стали, в процессе застывания образуются дендриты. На одном зерне основного металла вырастает несколько дендритов с параллельными осями. Переплетаясь, они образуют как бы один кристаллит, который растет очень быстро, так как имеется интенсивный теплоотвод. Чем крупнее зерна основного металла, тем крупнее дендриты шва. В сварном шве наблюдается микроскопическая межзерен-ная и внутризеренная химическая неоднородность. Чем больше скорость охлаждения и быстрее протекает кристаллизация, тем сильнее выражена эта неоднородность. При медленном охлаждении зона химической неоднородности сглаживается за счет диффузии. [c.122]

Вначале полагали, что -титановые сплавы будут хорошо свариваться и их специально разрабатывали как свариваемые титановые сплавы. К сожалению, промышленные -сплавы пе отличаются хорошей свариваемостью [164]. Сварные соединения обладают пониженной плас-тич юстью из-за распада -фазы, который развивается в металле шва при его охлаждении. Распад -фазы в металле шва и околошовной зоны происходит неравномерно по их объему из-за химической и физической неоднородности металла шва и околошовной зоны. В -снлавах в металле шва развивается интенсивная виутридеидрит-иая ликвация, вредные последствия которой не удается устранить тер.мпческой обработкой сварных соединений. Свариваемость этих сплавов затрудняет также бурный рост зерна в -области. [c.143]

Горячие трещины. Воз11икновение горячих трещин обусловлено химическим составом металла шва, условиями и характером процесса кристаллизации, степенью развития внутрикристаллической неоднородности, конструкцией и жесткостью сварного соединения. Стойкость против образования горячих трещин определяется соотношением трех характеристик диапазоном температурного интервала хрупкости, степенью пластичности в этом интервале и темпом нарастания упругопластических деформаций в нем. [c.16]

При анализе химического состава осаовиого металла (количественном химическом или спектральном) устанавливается соответствие заданной марки стали ГОСТу или ТУ. Химический состав металла шва должен отвечать типу и марке выбранного для сварки электрода, марке электродной проволоки, требованиям, предъявляемым сварному соединению, определенным соответствующими нормативами. Существенное значение имеет равномерность распределения химических элементов в металле шва, на линии сплавления (в переходной зоне) и других участках, где возможна химическая неоднородность. В таких случаях выполняется 1окальный спектральный анализ (в точке), в основном для исследовательских целей. [c.23]

В рассматриваемом простейшем случае отсутствует химическая неоднородность сварного соединения, так как сварка производилась в инертной атмосфере без присадки. Измерение стационарных потенциалов в различных зонах показало, что зона сварки и основной металл корродируют при одинаковом потенциале, что указывает на преимущественно микролокали-зованяый характер коррозии. В связи с неоднородностью сварного соединения по структуре и напряженному состоянию интенсивность работы микрокоррозионных пар, характеризуемая плотностью анодного тока i мка см , различна для различных зон. Скорость коррозии шва значительно выше, чем основного металла. При наличии химической неоднородности сварного соединения картина макро- и микроэлектрохимической неоднородности становится более сложной. [c.69]

Есть основания полагать, что к моменту окончания кристаллизации металл шва неоднороден по своему химическому составу как в микро-, так и в макрообъемах. Вместе с тем исследования металла сварных соединений показывают, что в подавляюш,ем большинстве случаев эта неоднородность совсем не так велика, как можно было ожидать. Основной причиной значительного выравнивания концентраций элементов в сварных соединениях является диффузия этих элементов в процессе охлаждения металла после сварки. Отмечено, что полнее выравниваются концентрации тех элементов, у которых более высокий коэффициент диффузии. Например, в сварных соединениях из малоуглеродистой стали углерод обычно распределяется равномерно по сечению шва, тогда как сера, имеющая при Т — 950 " С коэ( ициент диффузии, в 500 раз меньший, чем у углерода, распределяется в металле шва неравномерно. [c.215]

При высоком содержании -стабилизаторов в сплаве интервал АпУопт следует выбирать так, чтобы развивающаяся в процессе сварки химическая и физическая неоднородность в сварных швах и околошовной зоне была минимальной. Здесь имеются в виду внутрикристаллическая неоднородность в металле шва при кристаллизации, полигонизация металла шва при последующем охлаждении, рост зерна в околошовной зоне, обогащение погранич- [c.69]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...